Raumfahrtjahr 2019: Wie der Mond Albert Einstein half, zu Weltruhm zu gelangen

Das Raumfahrtjahr 2019 steht ganz im Licht des 50. Jahrestags der ersten bemannten Mondlandung. Doch ein zweites Ereignis, bei dem der Erdbegleiter ebenfalls eine bedeutsame Rolle am Firmament spielte, erregte ein weiteres halbes Jahrhundert zuvor weltweit vor allem in den Kreisen der Forschung enorme Aufmerksamkeit:

Am 29. Mai 2019 jährt sich zum 100. Mal ein Tag, der in die Geschichte der Wissenschaft wie kaum ein anderer eingegangen ist:

BILD: Albert Einstein mit Arthur Eddington und Kollegen

An jenem Donnerstag gelang es zwei englischen Forschergruppen unter Leitung der Astronomen Arthur Stanley Eddington (1882–1944) und Andrew Claude de la Cherois Crommelin (1865–1939), anhand einer totalen Sonnenfinsternis nachzuweisen, dass die Sonne mit ihrer Masse tatsächlich den umgebenden Raum und dadurch den Weg von Lichtstrahlen krümmt.

„Genau so, wie es vier Jahre zuvor Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie qualitativ und quantitativ vorhergesagt hatte“, erklärt der Astronom und Planetenforscher Dr. Manfred Gaida vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

„Dass die Masse der Sonne tatsächlich und nachweisbar den Raum verbiegt und ihre Anziehung keine Kraft, sondern eine Eigenschaft des Raumes selber ist, war eine völlig neue, befremdliche Vorstellung von unserer Welt, die jenseits jeglicher Alltagserfahrung lag“, so der DLR-Wissenschaftler weiter.

Dass Lichtstrahlen beziehungsweise Lichtteilchen in der Nähe von Massen abgelenkt werden, vermutete schon gut 200 Jahre zuvor der große Physiker Isaac Newton (1643–1727), als er im Jahre 1704 im dritten Band seines Werkes „Opticks“ dem Leser die fiktive Frage stellte, ob Körper nicht durch ihre Anziehungskraft auf Lichtteilchen wirken und sie demzufolge ablenken – und das umso stärker, je geringer der gegenseitige Abstand ist.

Nachweisen ließ sich allerdings diese kühne Vermutung Newtons nicht, und es dauerte weitere hundert Jahre, bis 1801 der Münchner Astronom Johann Georg von Soldner (1776–1833) erstmals einen Wert für diese Newtonsche Lichtablenkung am Sonnenrand publizierte: nur 0,84 Bogensekunden ‒ entsprechend einer Strecke von nur zwei Kilometern auf der Mondoberfläche aus Erddistanz – sollte sie betragen, ein Wert, der damals unterhalb der Nachweisgrenze lag.

BILD: Drei Möglichkeiten der Ablenkung von Lichtstrahlen durch große Massen

So brauchte es weitere rund 100 Jahre, bis Albert Einstein (1879–1955) darüber nachdachte, wie sich die geometrische Optik mit der Gravitationstheorie verknüpfen lässt. Im Juni 1911 schrieb er in den „Annalen der Physik“:

„Es wäre dringend zu wünschen, daß sich Astronomen der hier aufgerollten Frage annähmen, auch wenn die im vorigen gegebenen Überlegungen ungenügend fundiert oder gar abenteuerlich erscheinen sollten. Denn abgesehen von jeder Theorie muß man sich fragen, ob mit den heutigen Mitteln ein Einfluß der Gravitationsfelder auf die Ausbreitung des Lichtes sich konstatieren läßt.“

Und er selber berechnete auch den Wert für die Ablenkung quantitativ zu 0,83 Bogensekunden, der nahezu mit dem Wert Soldners übereinstimmte, dem jedoch anders als bei diesem das Relativitäts- und Äquivalenzprinzip zugrunde lag und nicht bloß die Anziehungskraft einer Masse.

Anfang des 20. Jahrhunderts war die astronomische Messtechnik immerhin soweit fortgeschritten, dass es realistisch schien, einen winzigen Ablenkungseffekt von knapp einer Bogensekunde auf Fotoplatten nachweisen zu können. Mit lichtstarken Teleskopen war man auch in der Lage, helle Sterne am Tageshimmel zu sehen, doch solche Beobachtungen wurden als Nachweismöglichkeit wegen der störenden Nebeneffekte bald verworfen.

Die Beobachtung von totalen Sonnenfinsternissen schien hier erfolgversprechender. Bei diesen Ereignissen dunkelt der Mond die Sonnenscheibe minutenlang völlig ab, und Fixsterne in unmittelbarer Nähe der vom Mond bedeckten Sonne leuchten auf.

Einstein drängte den mit ihm befreundeten Berliner Astronomen Erwin Finlay-Freundlich den späteren Initiator des Potsdamer Einsteinturms, eine solche Überprüfung durchzuführen. Doch Freundlichs Unternehmung in Russland kurz nach Beginn des Ersten Weltkriegs missglückte, ebenso wie eine Expedition des Amerikaners William Wallace Campbell (1862-1938). Der eine wurde auf der Krim als Feind inhaftiert, der andere hatte südlich von Kiew schlechtes Wetter.

Letztlich erwiesen sich die misslungenen Expeditionen auch für Einstein als vorteilhaft. Denn in seinen Überlegungen steckte noch ein Fehler, der zu einer nur halb so großen Ablenkung führte, als sie in Wirklichkeit war. Hätte man 1914 den wahren Naturwert gemessen, wäre Einstein selber verwundert gewesen und seine kühne Arbeit von seinen Kollegen möglicherweise als Irrtum eingeschätzt worden.

Erst im Zuge seiner Veröffentlichung der Allgemeinen Relativitätstheorie im Jahre 1915 quantifizierte er die Ablenkung exakt auf 1,75 Bogensekunden am Sonnenrand. Kurz nachdem Albert Einstein im November 1915 seine Allgemeine Relativitätstheorie dann in den Annalen der Physik in deutscher Sprache veröffentlicht hatte, widmete sich der niederländische Astronom Willem de Sitter (1872–1934) in einer dreiteiligen englischsprachigen Arbeit den astronomischen Konsequenzen der Einsteinschen Gravitationstheorie.

Diese Arbeit bestärkte die englischen Astronomen Arthur Eddington und Frank Dyson (1868–1939) in ihrem Interesse an Einsteins Theorie, die es anhand von experimentellen Messungen zu bestätigen oder zu verwerfen galt. Darunter auch die obskure Lichtablenkung, bei der die Sterne, bezogen auf die Position des Sonnenrandes, tangential um 1,75 Bogensekunden weiter entfernt erscheinen sollten im Vergleich zu ihrer nächtlichen Position in einem Himmelsfeld ohne Sonne.

Zwei britische Expeditionen machen sich auf den Weg Nachdem ein zweiter Versuch Campbells im Juni 1918 in den USA fehlgeschlagen war, kam die Stunde der englischen Astronomen. Frank Dyson war hierbei die treibende Kraft, Eddington als führenden Theoretiker für diese besondere Aufgabe vor den Kriegswirren abzuschirmen und zwei Expeditionen zu einer fast sieben Minuten dauernden totalen Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 vorzubereiten. 

Quelle (Text/Fotos) und FORTSETZUNG der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-33808/year-all/#/gallery/34363


Israelische Raumsonde fotografierte die Erde

Israels Raumsonde Bereschit hat am 5. März aus 60.000 Kilometer Entfernung ein Foto von der Erde gemacht. Australien ist auf dem Bild deutlich zu erkennen. Auf der ebenfalls gut

sichtbaren Plakette, die an Bereschit angebracht ist, steht auf Hebräisch „Das Volk Israel lebt“ und auf Englisch „Kleines Land, große Träume“.

Die Raumsonde, die von der israelischen NGO (Nichtregierungsorganisation) SpaceIL entwickelt wurde, wurde am 22. Februar 2019 ins All geschossen. Am 11. April soll sie voraussichtlich auf dem Mond landen. Israel wäre dann das 4. Land, das den Mond erreicht hat.
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Quelle (Text / Foto): https://embassies.gov.il/berlin/NewsAndEvents/Pages/Mondesonde-Bereschit-macht-Selfie-vom-Mond.aspx#p

Joseph von Eichendorff: „Frühlingsnacht“

Frühlingsnacht

Übern Garten durch die Lüfte
hört‘ ich Wandervögel ziehn,
Das bedeutet Frühlingsdüfte,
unten fängt’s schon an zu blühn.

Jauchzen möcht ich, möchte weinen,
ist mir’s doch, als könnt’s nicht sein!
Alte Wunder wieder scheinen
mit dem Mondesglanz herein.

Und der Mond, die Sterne sagen’s,
und in Träumen rauscht’s der Hain,
und die Nachtigallen schlagen’s:
sie ist deine, sie ist dein!

Joseph von Eichendorff


Im Schatten des Mondes: Am 21. August totale Sonnenfinsternis in den USA

Am 21. August 2017 ist eine totale Sonnenfinsternis (SoFi) in den USA. Der kegelförmige Mondschatten rast dabei – erstmals seit fast 100 Jahren – von der West- an die Ostküste durch 14 Bundesstaaten, von Salem (Oregon) bis nach Charleston (South Carolina).

Die „SoFi“ macht auf einem rund 100 Kilometer schmalen Streifen für maximal zwei Minuten und 40 Sekunden den Tag zur Nacht. 

In den übrigen USA, in Kanada, Grönland und Mittelamerika sowie in Teilen Südamerikas wird die Sonne nur partiell durch die Mondscheibe verdeckt – ebenso in Westeuropa, wo sich von Oslo über London, Santiago de Compostela und die Kanareninsel La Palma kurz vor Sonnenuntergang mitteleuropäischer Zeit bei klarem Himmel eine teilweise Sonnenfinsternis verfolgen lässt.

Die nächste totale Sonnenfinsternis verläuft am 2. Juli 2019 über dem südlichen Pazifik und Südamerika, die nächste in Europa (Island und Spanien) ist erst am 12. August 2026.

Eine totale Sonnenfinsternis ist für Beobachter spektakulär: „Etwa 30 Sekunden, bevor die Sonne ganz hinter der Mondscheibe verschwindet, wird es mitten am Tag merklich dunkler, als habe jemand heftig am Dimmer einer Lampe gedreht“, erläutert Dr. Manfred Gaida, Astrophysiker des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn, das Phänomen. 

Der Mond schiebt sich vor die Sonne, bis nur noch ein leuchtender Strahlenkranz, die Korona, zu erkennen ist. Dort, wo sein kegelförmiger Kernschatten die Erde trifft, verdunkelt sich der Himmel.

Etwa 75 bis 90 Minuten vorher beginnen die partiellen Phasen der Verfinsterung. Ebenso lang dauert es nach der Finsternis, bis die „Rundumdämmerung“ wieder vollkommen verschwunden ist.

BILD: Planetarium in Oberhausen

Sonnenfinsternisse kommen in drei Arten vor: partiell, ringförmig und total – und im seltenen Fall als eine Kombination von ringförmig und total. Dabei ist die jeweilige Konstellation von Erde, Mond und Sonne entscheidend.

Manfred Gaida: „Je weiter der Mond von der Erde entfernt ist und je näher die Sonne zur Erde steht, desto eher kommt es zu einer ringförmigen SoFi. Ist der Mond der Erde jedoch relativ nahe und die Sonne relativ fern, so wie jetzt, ist die Wahrscheinlichkeit für eine totale Sonnenfinsternis groß.

Eine Rolle spielt auch, wo die Sonnenfinsternis auf der Erdoberfläche stattfindet. In den Polarregionen sind partielle Verfinsterungen die häufigsten.“

Die letzte von Deutschland aus beobachtbare totale Sonnenfinsternis war am 11. August 1999. „Genau 18 Jahre, zehn Tage und acht Stunden später findet nun am 21. August 2017 ihre so genannte ‚Tochterfinsternis‘ im Saroszyklus Nr. 145 statt“, erklärt DLR-Wissenschaftler Gaida und ergänzt:

„Weil sich in acht Stunden Zeitunterschied die Erde um circa 120 Grad in geographischer Länge weiter von West nach Ost gedreht hat, verläuft der Totalitätsstreifen jetzt über dem nordamerikanischen Kontinent.“

Eine totale Sonnenfinsternis läuft in vier Phasen ab. Zum Schutz der Augen muss mit Ausnahme der kurzen Dauer der totalen Verfinsterung unbedingt eine spezielle SoFi-Brille mit geprüftem Schutzfilter getragen werden. Wer ohne Brille in die Sonne schaut, riskiert gravierende Augenschäden bis hin zur Erblindung.

1. Kontakt: Der Neumond berührt scheinbar die Sonne und es schließt sich die partielle Phase an. Brille auf!
2. Kontakt: Die totale Verfinsterung beginnt und die Sonnenkorona leuchtet auf. Brille ab!
3. Kontakt: Die totale Phase endet und wechselt wieder zur partiellen. Brille wieder auf!
4. Kontakt: Neumond- und Sonnenscheibe berühren sich an einem gemeinsamen letzten Randpunkt und trennen sich dann. Brille weiterhin auf!

Vollständiger Artikel mit Bildern und Videos hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-23742/year-all/#/gallery/27930  


Wissenschaftler diskutieren über eisigen Vulkan auf dem Zwergplaneten Ceres

Der Krater Occator auf dem Zwergplaneten Ceres ist ein Hingucker: Mit einem Durchmesser von 92 Kilometern ist er größer als der Krater Tycho auf dem Mond, der selbst von der Erde aus mit dem bloßen Auge als heller Fleck zu erkennen ist. 2016-12-14_occator_l

Seine Wände ragen mit bis zu 2000 Metern höher empor als die Eiger-Nordwand in den Berner Alpen. Und seine hellen Flecken im Inneren des Kraters lassen weltweit die Wissenschaftler über ihre Beschaffenheit und ihren Ursprung diskutieren.

„Der Einschlag, der diesen Krater entstehen ließ, hat sehr wahrscheinlich eine Verbindung zum tieferen Untergrund geschaffen – und so konnte vermutlich ein Gemisch aus Eis, Schlamm und Salz durch Spalten in der Kruste nach oben steigen“, sagt DLR-Planetenforscher Prof. Ralf Jaumann, Mitglied im Kamera-Team der amerikanischen Dawn-Mission.

Das helle kalkhaltige Salz an Ceres‘ Oberfläche ist der Rückstand dieses Prozesses. „Es hat also eine Art vulkanischer Tätigkeit stattgefunden – allerdings nicht mit geschmolzenem Gestein, sondern mit einem geschmolzenem Eis-Schlamm-Gemisch.“

Ein vom DLR-Institut für Planetenforschung erstelltes Video simuliert einen Überflug über den einzigartigen Krater. Grundlage für das Video sind 548 Bilder der deutschen Kamera, mehr als 10.000 Stereokombinationen sowie 106 Millionen berechnete Punkte auf der Oberfläche, aus denen die DLR-Planetenforscher ein dreidimensionales Höhenmodell des Zwergplaneten erstellten.

Auffällig ist, dass nicht alle großen Krater auf dem Zwergplaneten Ceres diese hellen Salzablagerungen zeigen, die in Occator bereits bei der Annäherung der Raumsonde Dawn an den Zwergplaneten Ceres gut erkennbar waren.

Der Einschlag könnte daher an dieser Stelle im Untergrund Material erwischt haben, das bei anderen großen Kratern vermutlich nicht vorhanden ist“, vermutet DLR-Planetenforscher Prof. Ralf Jaumann. An der Oberfläche ist dann das aufgeschmolzene Eis unverzüglich in den gasförmigen Zustand übergegangen – während Schlamm und Salze auf der Oberfläche blieben.

Quelle und vollständiger Artikel mit Video hier: http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10212/332_read-20440/


Satellit „Eu:CROPIS“ wird zwei Gewächshäuser für Mars und Mond betreiben

Die Umsetzung einer Weltraummission ist wie ein Rennen in Etappen – nur wenn erste Modelle eines Satelliten erfolgreich getestet wurden, fällt der Startschuss für den Bau des eigentlichen Flugmodells.

Für den Satelliten Eu:CROPIS des Deutschen Eu:CROPISZentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der zwei Gewächshäuser im All unter Mond- und Marsbedingungen betreiben wird, ist dieser nächste Meilenstein nun erreicht: Der Bau des Flugmodells kann beginnen.

Die Ziellinie liegt dabei bereits fest – in der zweiten Jahreshälfte 2017 sollen der Satellit und seine wissenschaftliche Nutzlast mit der Falcon 9 von Space-X in Richtung All starten.

„Bis Frühjahr 2017 werden wir im DLR Bremen das Flugmodell bauen und ausgiebig für den Flug testen“, erläutert Ingenieur Hartmut Müller, Projektleiter für den Bau des Satelliten am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme.

Mikroorganismen und Augentierchen als Helfer

Der Satellit Eu:CROPIS soll während seiner Mission in 600 Kilometern Höhe rotieren und dabei in seinem Inneren für sechs Monate zunächst die Schwerkraft von Mond und anschließend sechs Monate lang Mars-Gravitation erzeugen. Dabei sollen Tomatensamen unter den überwachenden Augen von 16 Kameras keimen und kleine Weltraum-Tomaten entwickeln.

Die entscheidenden Helfer, die dies ermöglichen, fliegen mit ins All: Zum einen wird ein ganzes Konsortium von Mikroorganismen in einem Rieselfilter dafür sorgen, dass aus künstlichem Urin ein bekömmlicher Dünger für die Tomaten entsteht, zum anderen sind Augentierchen – der Einzeller Euglena – mit an Bord, um das geschlossene System zusätzlich vor überschüssigem Ammoniak zu schützen und zudem Sauerstoff zu liefern.

LED-Licht wird für Augentierchen und Tomatensamen einen Tag- und Nachtrhythmus liefern, ein Drucktank für irdische Atmosphäre sorgen.

Tomaten für die Astronauten-Crew Eu:CROPIS

„Wir simulieren und testen letztendlich Gewächshäuser, die auf Mond oder Mars im Inneren eines Habitats stehen könnten und für eine Crew vor Ort frische Lebensmittel liefern, indem sie in einem geschlossenen System Abfälle kontrolliert in Dünger umwandeln“, sagt DLR-Biologe Dr. Jens Hauslage, der die Mission wissenschaftlich leitet. In einem Mondhabitat zum Beispiel wäre das Gewächshaus im Inneren – dort, wo auch die Astronauten sich in einer erdähnlichen Atmosphäre aufhalten.

Einer der Abfälle, die mit großer Regelmäßigkeit entstehen würde: der Urin der Astronauten. Anpassen müssten sich die Pflanzen dabei an die verminderte Schwerkraft – auf dem Mond herrscht etwa ein Sechstel der Erdanziehungskraft, auf dem Mars etwas ein Drittel.

„Ein Komposthaufen zum Recycling wäre aber nicht kontrollierbar für eine Raumstation oder ein Habitat – deshalb verwenden wir unseren Rieselfilter C.R.O.P., der wie normaler Boden funktioniert, allerdings unter kontrollierten Bedingungen.“

Bevor Eu:CROPIS auf die Reise geschickt wird, werden die Lavasteine des Rieselfilters deshalb zunächst mit getrockneter Erde „infiziert“. Durch diese Impfung ziehen verschiedene Organismen in die löchrige, große Oberfläche der Lavasteine ein und nutzen diese als Habitat. Im All wird dann alle zwei, drei Tage künstlicher Urin versetzt mit Wasser über dieses Habitat rieseln, in dem ein wahrer Wettbewerb der Mikroorganismen um diese Nahrung entsteht. Das schädliche Ammoniak wird dabei über Nitrit zu Nitrat abgebaut und als Dünger zu den Tomatensamen geleitet.

Quelle und Fortsetzung des Artikels mit Bildern: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-17874/year-all/#/gallery/23027


Lobgesang auf die Erschaffung des Menschen

Heutige liturgische Sonntagslesung der kath. Kirche:
Psalm 8,4-5.6-7.8-9.

Seh‘ ich den Himmel, das Werk deiner Hände,
Mond und Sterne, die du befestigt:
Was ist der Mensch, dass du an ihn denkst,
des Menschen Kind, dass du dich seiner annimmst?

Du hast ihn nur wenig geringer gemacht als Gott,
hast ihn mit Herrlichkeit und Ehre gekrönt.
Du hast ihn als Herrscher eingesetzt über das Werk deiner Hände,
hast ihm alles zu Füßen gelegt:

All die Schafe, Ziegen und Rinder
und auch die wilden Tiere,
die Vögel des Himmels und die Fische im Meer,
alles, was auf den Pfaden der Meere dahinzieht.